Convecção natural é um mecanismo, ou tipo de transporte de calor, no qual o movimento do fluido não é gerado por qualquer fonte externa (tal como uma bomba, ventilador, dispositivo de sucção, etc.) mas somente por diferenças de densidade no fluido ocorrendo devido a gradientes de temperatura. Em convecção natural, fluido circundante uma fonte de calor recebe calor, tornando-se menos densa e subindo. O fluido resfriante e circundante então move-se e o substitui. O fluido resfriante é então aquecido e o processo continua, formando uma corrente de convecção; este processo transfere energia térmica do fundo para o topo da célula de convecção. A força condutora para a convecção natural é a flutuabilidade (relacionada ao empuxo), um resultado de diferenças nas densidades de fluidos. Por causa disto, a presença de uma aceleração própria tais como surgindo da resistência à gravidade, ou uma força equivalente (surgindo da aceleração, força centrífuga ou força de Coriolis), é essencial para a convecção natural. Por exemplo, convecção natural essencialmente não opera em queda livre (ambientes inerciais), tal como aqueles da Estação Espacial Internacional, onde outros mecanismos de transferência de calor são requeridos para prevenir os componentes eletrônicos de aquecimento excessivo. Convecção natural tem atraído grande atenção dos pesquisadores por causa de sua presença tanto na natureza quanto em aplicações de engenharia. Na natureza, células de convecção formam-se de ar elevando-se pelo aquecimento pela luz solar de solo ou água, são uma característica principal de todos os sistemas climáticos. Convecção é também vista nas plumas de ar quente elevando-se de ar quente de chamas, correntes oceânicas, e formação de ventos marítimos (onde convecção ascendente é também modificada pelas forças de Coriolis). Em aplicações de engenharia, convecção é comumente visualizada na formação de microestruturas durante o esfriamento de metais fundidos, e fluxos fluidos em torno de aletas de dissipação de calor, e lagoa solar. Uma aplicação industrial muito comum de convecção natural é a resfriamento por ar livre sem a ajuda de ventiladores: isto pode ocorrer desde pequenas escalas (chips de computador) a equipamento de processos de larga escala.